(57)【要約】  本発明は指節及び指静脈基盤の融合型生体認証方法及びその装置に関するもので、指節指紋映像と指静脈指紋映像のマッチングを通じて指の位置変化による認識率の低下現象を解決し、少ない数の特徴点でも認識率及び認証速度を向上することができる生体認証方法及びその装置に関する。
2019502198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指静脈映像を獲得して指静脈骨格線映像を抽出する段階と、
指節指紋線映像を獲得して指節指紋線骨格線映像を抽出する段階と、
前記指静脈骨格線映像と指節指紋線骨格線映像をマッチングするが、指領域映像と節指紋領域映像を回転するか移動して前記指静脈骨格線映像と指節指紋線骨格線映像をマッチングする段階と、を含むことを特徴とする融合型生体認証方法。
【請求項２】
前記指静脈映像は、
撮影部で背景と指を含む映像を獲得し、
前記獲得した映像で指領域を抽出し、
前記抽出した指領域をセグメンテーションして指静脈を抽出して獲得されることを特徴とする請求項１に記載の融合型生体認証方法。
【請求項３】
前記指静脈骨格線映像を抽出する段階は、
前記セグメンテーションした指静脈映像をスケルトン処理して指静脈骨格線映像を抽出することを特徴とする請求項２に記載の融合型生体認証方法。
【請求項４】
前記指節指紋線映像は、
撮影部で背景と指を含む映像を獲得し、
前記獲得した映像で指節領域を抽出し、
前記抽出した指節領域で指節指紋線を抽出することを特徴とする請求項１に記載の融合型生体認証方法。
【請求項５】
前記指節指紋線骨格線映像を抽出する段階は、
前記抽出した指節指紋線をスケルトン処理して指節指紋線骨格線映像を抽出することを特徴とする請求項４に記載の融合型生体認証方法。
【請求項６】
前記融合型生体認証方法は、
前記マッチングから少なくとも一つ以上の交点を検出してコアポイントを設定する段階と、
前記設定したコアポイントを中心に指静脈骨格線特徴点を検出してベクトル化する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の融合型生体認証方法。
【請求項７】
前記指節指紋線骨格線映像から指節指紋線骨格線特徴点を検出してベクトル化する段階と、
前記ベクトル化した指静脈骨格線特徴点と指節指紋線骨格線特徴点を基盤として使用者を認証する段階とを含むことを特徴とする請求項６に記載の融合型生体認証方法。
【請求項８】
指静脈映像を獲得して指静脈骨格線映像を抽出する指静脈映像処理部と、
指節指紋線映像を獲得して指節指紋線骨格線映像を抽出する指紋線映像処理部と、
前記指静脈骨格線映像と指節指紋線骨格線映像をマッチングするが、指領域映像と節指紋領域映像を回転するか移動して前記指静脈骨格線映像と指節指紋線骨格線映像をマッチングする骨格線映像マッチング部とを含むことを特徴とする融合型生体認証装置。
【請求項９】
前記指静脈映像処理部は、
撮影部で背景と指を含む映像を獲得し、
前記獲得した映像で指領域を抽出し、
前記抽出した指領域をセグメンテーションして指静脈を抽出して指静脈映像を獲得し、前記セグメンテーションした指静脈映像をスケルトン処理して指静脈骨格線映像を抽出することを含むことを特徴とする請求項８に記載の融合型生体認証装置。
【請求項１０】
前記指紋線映像処理部は、
撮影部で背景と指を含む映像を獲得し、
前記獲得した映像で指節領域を抽出し、
前記抽出した指節領域で指節指紋線を抽出し、
前記抽出した指節指紋線をスケルトン処理して指節指紋線骨格線映像を抽出することを含むことを特徴とする請求項８に記載の融合型生体認証装置。
【請求項１１】
前記融合型生体認証装置は、
前記マッチングから少なくとも一つ以上の交点を検出してコアポイントを設定するコアポイント設定部と、
前記設定したコアポイントを中心に指静脈骨格線特徴点を検出してベクトル化する指静脈特徴点検出部とを含むことを特徴とする請求項８に記載の融合型生体認証装置。
【請求項１２】
前記指節指紋線骨格線映像から指節指紋線骨格線特徴点を検出してベクトル化する指紋線特徴点検出部と、
前記ベクトル化した指静脈骨格線特徴点と指節指紋線骨格線特徴点を基盤として使用者を認証する認証部とを含むことを特徴とする請求項１１に記載の融合型生体認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は指節及び指静脈基盤の融合型生体認証方法及びその装置に関するもので、さらに詳しくは、指の関節指紋線映像と指静脈映像のマッチングを通じて指の位置変化による認識率の低下現象を解決し、従来の生体認証方法に比べて少ない数の特徴点でも生体認識率と認証速度を向上することができる生体認証方法及びその装置を提供する。
【背景技術】
【０００２】
最近、産業技術の発展と情報処理技術の急速な発展に伴い、現代社会が情報化社会に入りながら収集される情報の量が膨大になり、情報に対する質の水準が大きく向上した。
【０００３】
それに伴い、使用者の情報保護と財産権保護のために使用者の身元に対する認証と識別に対する重要性もますます大きくなっている。
【０００４】
従来には使用者の身元を識別して認証するために身分証や使用者ＩＤ及びパスワードを通じた方法が一般的であった。しかしながら、前述した方法は使用者が身元を証明するために身分証、使用者ＩＤ及びパスワードを常に所持したり覚えなくてはならなく、紛失または盗難によって使用者の身分が偽造されたり毀損される虞があるという問題点があった。
【０００５】
前述した問題点を解決するために、最近には使用者の固有の生理学的特徴や行動学的特徴を利用した生体認証技術が大きく脚光を浴びている。
【０００６】
一般に、生体認証技術とは使用者個々人ごとに異なるように現われる独特で固有の生体情報を基盤として自動化された生体認証装置を通じて使用者の身元を確認して認証する保安技術である。即ち、前記生体認証技術は使用者個々人の固有の生体情報（例ば：指静脈、指紋、虹彩、顔型、音声または手模様など）を抽出して前記生体認証装置に備えられたデータベースに保存し、その後、使用者に対する識別及び認証が必要な場合、該使用者の生体情報を測定し、前記保存した生体情報と比べてその確実性を決めることで、前記使用者の身元を認証する。
【０００７】
また、前記生体認証技術は、身分証、ＩＤ及びパスワードを常に所持したり覚える必要がなく、使用者を認証する時点ではいつも使用者が存在しなければならないため、従来の身分証、ＩＤ及びパスワードを利用した方法よりさらに強力で、安全で便利な長所がある。
【０００８】
特に、指静脈認証技術は、肉眼で簡単に観察することができない使用者の生体内部に対する特徴である指静脈パターンを活用して前記使用者を認証する技術である。
【０００９】
また、前記従来の指静脈認証技術は、指静脈内の還元ヘモグロビンが近赤外線を吸収する特徴を利用して使用者の指に近赤外線を投射し、前記還元ヘモグロビンによって黒く照らされる指静脈のパターン（模様）を抽出することで、使用者の身元を認識して認証する。
【００１０】
即ち、前記指静脈認証技術は近赤外線照明を前記使用者の指に投射して小型のＣＣＤカメラを通じて該使用者の指に対するデジタル映像を獲得した後該映像から指静脈パターンを抽出し、これをデータベースに保存されている指静脈パターンと比較して該使用者の身元を認識して認証する。
【００１１】
しかしながら、従来の指静脈認証技術は認識される指静脈の部位が広くて認証に対する処理速度が遅く、指紋による認証技術に比べて映像獲得装置からの映像雑音に敏感で、背景と指静脈を分離するための映像処理が非常に複雑な問題点がある。
【００１２】
また、前記従来の指静脈認証技術は既保存した指静脈パターンと使用者の指静脈パターンとを比較する際に、特定基準点がなくて前記指静脈パターンに対する映像を獲得する時、指の位置変化によってその認識率が低下されるという問題点がある。
【００１３】
従って、本発明では使用者の指節指紋線と指静脈の特徴情報を同時に活用することで、使用者の認証時に必要な指静脈映像の領域を減少させ、ベクトル基盤特徴点を用いることで、使用者認証に対する処理速度を顕著に向上させた融合型生体認証方法及びその装置を提供する。
【００１４】
また、本発明では前記使用者の指節指紋線特徴点と指静脈特徴点に対する情報を同時に活用して２段階認証過程を行うことで、認識率を顕著に向上させ、誤認識率を減少させて使用者に便宜を提供することができる生体融合型生体認証方法及びその装置を提供する。
【００１５】
次に、本発明の技術分野に存在する先行技術に対して簡単に説明し、引き続き本発明が前記先行技術に比べて区別される技術的事項について記述する。
【００１６】
まず、韓国登録特許第１４９６８５２号（２０１５．０３．０２．）は指静脈認証システムに関するもので、レベルセット曲律（Ｌｅｖｅｌ  Ｓｅｔ  Ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）を分析する方法を利用してＣＣＤカメラから収集される指のやけどに含まれた静脈パターンを抽出し、前記抽出した静脈パターンを認識、対照及び判別して使用者を認証する指静脈認証システムに関するものである。
【００１７】
前記先行技術は、前記使用者の指映像に含まれた指静脈パターンを抽出し、それを認識することで、使用者の身元を識別及び認証する点で本発明と一部類似するが、前記抽出した指静脈パターンと既保存した指静脈パターンとの間の単純比較を通じて使用者を認証するため、前記指静脈の映像を獲得する時指の位置変化（例えば：回転、傾斜、下降または上昇現象など）による認識率の低下が発生する虞があるという問題点がある。
【００１８】
一方、本発明はＣＣＤカメラを通じて獲得した映像から抽出した指静脈と節指紋線をそれぞれ骨格化し、前記骨格化した指静脈と節指紋線を相互整合して基準となるコアポイントを設定し、これを基盤として使用者認証を行うことで、前記指静脈の映像の獲得時に指の位置変化に関係なく前記使用者の身元を正確に識別して認証することができるという効果を奏する。
【００１９】
また、韓国登録特許第１０３７３７８号（２０１１．０５．２７．）は生体認証システムに関するもので、登録処理時に獲得する生体領域（指静脈領域）を認証処理時に獲得する生体領域より大きい範囲の領域で獲得し、前記認証システムにセットされる生体（指）が少しずれている場合にも前記獲得される指静脈と既保存された指静脈を組み合わせることができるようにし、指の位置変化を感知して使用者が正確な位置に指をセットすることができるように通知サービスを提供した後再認識過程を行うことで、使用者を認証する生体認証システムに関するものである。
【００２０】
前記先行技術は指静脈パターンを基盤として前記指の位置変化を感知して使用者に対する認証を行う点で本発明と一部類似するが、登録処理過程で獲得する前記指静脈パターンに対する映像のサイズが大きくなるため、たくさんのメモリーが要求され、再認識過程により認証処理にたくさんの時間が所要されるという短所がある。
【００２１】
また、韓国公開特許第２０１５−０１０４５４４号（２０１５．０９．１５．）は生体認証技術に関するもので、指節指紋と指静脈をそれぞれ撮影してこれらを統合して認証する装置に関するものである。
【００２２】
前記先行技術はただ指節指紋と指静脈を別途に撮影して認証するもので、これらの間の何らの関係を設定して認識率を高めようとする示唆や着想はない。
【００２３】
また、日本公開特許第２０１４−１６７７９９号（２０１４．０９．１１）は指静脈パターンやけどを獲得し、指の輪郭を利用して回転補正を行って、不鮮明で位置がずれている指静脈パターンやけどを利用しながらも、精密な個人認証を実現することを特徴とする。
【００２４】
前記先行技術は指静脈と指の輪郭を利用して補正するものであるが、これは本発明のように指静脈と指節指紋の関係を抽出して互いにマッチングすることで、指静脈と指指紋を統合した生体認証を行うことと差がある。
【００２５】
一方、本発明は指静脈映像の獲得時に指節指紋線と指静脈を同時に獲得してこれをマッチングすることで、認証時に必要な映像領域を減少させ、ベクトル基盤特徴点を用いることによって認証に対する処理速度を顕著に向上することができるという効果を奏する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明は前記のような問題点を解決するために創出されたもので、指節指紋線と指静脈のマッチングを通じて少ない数の特徴点でも使用者認証に対する認識率及び処理速度を向上することができる融合型生体認証方法及び装置を提供することをその目的とする。
【００２７】
また、本発明は指静脈映像の獲得時に指節指紋線と指静脈映像を同時に獲得し、これをマッチングして認証時に必要な映像の大きさを最小化することで、前記融合型生体認証装置の大きさを小型化することができる融合型生体認証方法及び装置を提供することをその目的とする。
【００２８】
また、本発明は指静脈映像を獲得するための指静脈読取窓の最小化を通じて指静脈映像を撮影する際に感じる抵抗感を最小化して使用者に便宜を提供することができる融合型生体認証方法及び装置を提供することをその目的とする。
【００２９】
また、本発明は建物の出入統制、交通、産業装置またはＡＴＭ機などを含んで使用者の認証が必要な多様な分野に容易に設置して使用者認証を速かに行うことができるようにすることで、使用者に対する統制が可能にする融合型生体認証方法及び装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の一実施例による指節及び指静脈基盤の融合型生体認証方法は指静脈映像を獲得して指静脈骨格線映像を抽出する段階、指節指紋線映像を獲得して指節指紋線骨格線映像を抽出する段階及び前記指静脈骨格線映像と指節指紋線骨格線映像をマッチングする段階を含むことを特徴とする。
【００３１】
また、前記指静脈映像は、撮影部で背景と指を含む映像を獲得し、前記獲得した映像で指領域を抽出し、前記抽出した指領域をセグメンテーションして指静脈を抽出して獲得されることを特徴とする。
【００３２】
また、前記指静脈骨格線映像を抽出する段階は、前記セグメンテーションした指静脈映像をスケルトン処理して指静脈骨格線映像を抽出することを特徴とする。
【００３３】
また、前記指節指紋線映像は、撮影部で背景と指を含む映像を獲得し、前記獲得した映像で指節領域を抽出し、前記抽出した指節領域で指節指紋線を抽出することを特徴とする。
【００３４】
また、前記指節指紋線骨格線映像を抽出する段階は、前記抽出した指節指紋線をスケルトン処理して指節指紋線骨格線映像を抽出することを特徴とする。
【００３５】
また、前記マッチングする段階は、指領域映像と指節領域映像を回転するか移動して前記指静脈骨格線映像と指節指紋線骨格線映像をマッチングさせることを特徴とする。
【００３６】
また、前記融合型生体認証方法は、前記マッチングから少なくとも一つ以上の交点を検出してコアポイントを設定する段階及び前記設定したコアポイントを中心に指静脈骨格線特徴点を検出してベクトル化する段階をさらに含むことを特徴とする。
【００３７】
また、前記指節指紋線骨格線映像から指節指紋線骨格線特徴点を検出してベクトル化する段階及び前記ベクトル化した指静脈骨格線特徴点と指節指紋線骨格線特徴点を基盤として使用者を認証する段階を含むことを特徴とする。
【００３８】
また、本発明の一実施例による指節及び指静脈基盤の融合型生体認証装置は、指静脈映像を獲得して指静脈骨格線映像を抽出する指静脈映像処理部、指節指紋線映像を獲得して指節指紋線骨格線映像を抽出する指紋線映像処理部及び前記指静脈骨格線映像と指節指紋線骨格線映像をマッチングする骨格線映像マッチング部を含むことを特徴とする。
【００３９】
また、前記指静脈映像処理部は、撮影部で背景と指を含む映像を獲得し、前記獲得した映像で指領域を抽出し、前記抽出した指領域をセグメンテーションして指静脈を抽出して指静脈映像を獲得し、前記セグメンテーションした指静脈映像をスケルトン処理して指静脈骨格線映像を抽出することを含むことを特徴とする。
【００４０】
また、前記指紋線映像処理部は、撮影部で背景と指を含む映像を獲得し、前記獲得した映像で指節領域を抽出し、前記抽出した指節領域で指節指紋線を抽出し、前記抽出した指節指紋線をスケルトン処理して指節指紋線骨格線映像を抽出することを含むことを特徴とする。
【００４１】
また、前記骨格線映像マッチング部は、指領域映像と指節領域映像を回転するか移動して前記指静脈骨格線映像と指節指紋線骨格線映像をマッチングさせることを含むことを特徴とする。
【００４２】
また、前記融合型生体認証装置は、前記マッチングから少なくとも一つ以上の交点を検出してコアポイントを設定するコアポイント設定部及び前記設定したコアポイントを中心に指静脈骨格線特徴点を検出してベクトル化する指静脈特徴点検出部を含むことを特徴とする。
【００４３】
また、前記指節指紋線骨格線映像から指節指紋線骨格線特徴点を検出してベクトル化する指紋線特徴点検出部及び前記ベクトル化した指静脈骨格線特徴点と指節指紋線骨格線特徴点を基盤として使用者を認証する認証部を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４４】
本発明は指節及び指静脈基盤の融合型生体認証方法及びその装置に関するもので、使用者の指静脈を利用して該使用者の指静脈を登録したり該使用者の身元を認証する場合、該使用者の指節指紋線骨格線映像と指静脈骨格線映像に対するマッチングを行うことで、指の位置変化による認識率の低下現象を最小化することができるという効果を奏する。
【００４５】
また、本発明は使用者の指節指紋線骨格線映像と指静脈骨格線映像をマッチングすることで、少ない数の特徴点でも認識率及び認証速度を向上することができるという効果を奏する。
【００４６】
また、本発明は指に対する指静脈検出領域を最小化することで、前記融合型生体認証装置を小型化し、使用者の便宜性を増大すると同時に指静脈映像の撮影時に感じる抵抗感を最小化することができるという効果を奏する。
【００４７】
また、本発明は使用者の指節指紋と指静脈の特徴点を基盤として２段階認証過程を行うことで、誤認識率を顕著に減少させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施例による指静脈認証時認識率の低下を発生することができる指の位置変化を示した例示図である。
【図２】本発明の一実施例による指節及び指静脈基盤の融合型生体認証装置の構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の一実施例による指節及び指静脈基盤の融合型生体認証装置において、使用者認証部の構成を示したブロック図である。
【図４】本発明の一実施例による使用者の指節指紋線特徴点及び指静脈特徴点を基盤として使用者を登録したり使用者を認証する手続きを示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面を参照して詳しく説明する。各図面に提示された同じ参照符号は同じ部材を現わす。
【００５０】
図１は本発明の一実施例による指静脈認証時に認識率の低下を発生させる指の位置変化を示した例示図である。
【００５１】
まず、従来の指静脈認証装置は近赤外線が投射された使用者の指をＣＣＤカメラで撮影して指映像を獲得し、獲得した指映像から指静脈パターンを抽出してデータベースに保存し、既保存された指静脈パターンと該使用者の指静脈パターンを比べることで、使用者認証を行う構造である。       
【００５２】
このような前記従来の指静脈認証装置は指紋認証を通じる使用者認証装置に比べて映像獲得装置から発生する映像雑音に敏感で、背景と指静脈を分離し出すための映像処理が複雑な短所がある。
【００５３】
また、前記従来の指静脈認証装置は測定された使用者の指静脈パターンと既保存した指静脈パターンに対する類似度を測定する時に基準となる基準点がなくて該指に対する指静脈映像の獲得時に指の位置変化によって認識率が低下されるという問題点がある。
【００５４】
図１に示すように前記指の位置変化は前記指静脈認証装置に前記使用者の指がセットされる形態をいい、正常、回転、傾斜、下降または上昇現象などを含む。
【００５５】
また、図１のように、指の位置変化によって指静脈映像が一方に傾いた状態で撮影されるため、該指静脈パターンの位置変化が発生し、それにより指静脈を通じた認証時に認識率を低下させるという問題点を内包している。
【００５６】
また、前記従来の指静脈認証装置は単純に指静脈の模様（パターン）を認識して使用者を識別して認証するため、認証処理に必要な時間が長くかかるだけでなく、急激な運動後、夏の蒸暑さ、冬の酷寒またはその他環境的な要因によって前記指静脈が収縮されたり拡張される場合には指静脈パターンに対する誤認識が発生されることがある。
【００５７】
そこで、本発明では指節指紋線映像と指静脈映像に対する骨格線映像を相互マッチングすることで、指の位置変化を認識して認識率の低下現象を解決し、正確な使用者認証が可能な融合型生体認証方法及び装置を提供する。
【００５８】
また、本発明では単純に指静脈パターンを通じた使用者認証ではなく前記映像マッチングを基盤としてベクトル基盤の使用者特徴点を検出し、これを利用して使用者認証を行うことで、前記環境的な要因に関係なく少ない数の特徴点でも認識率及び認証速度を向上することができる融合型生体認証方法及び装置を提供する。
【００５９】
図２は本発明の一実施例による指節及び指静脈基盤の融合型生体認証装置の構成を示すブロック図である。
【００６０】
図２に示すように、前記指節及び指静脈基盤の融合型生体認証装置１０は使用者の指に対する赤外線ＬＥＤ指静脈映像及び指節映像を撮影する撮影部１００、前記撮影した赤外線ＬＥＤ指静脈映像と指節映像を基盤として該使用者の使用者特徴点を検出して登録したり認証する使用者認証部２００、前記生体認証装置１０の各構成部分を制御する制御部３００、前記制御部３００の制御によって前記撮影部１００を制御する撮影部駆動モジュール４００、前記検出した使用者の特徴点を保存するフラッシュメモリー５００、前記使用者認証部２００で行った結果をＬＣＤまたはスピーカーを通じて出力するデジタル出力部６００、使用者を統制するために前記融合型生体認証装置１０と前記融合型生体認証装置１０に連動された外部装置との間の通信を行うイーサネット通信モジュール７００及び前記融合型生体認証装置１０に電源を供給する電源部８００を含んで構成されることができる。
【００６１】
また、前記撮影部１００は前記融合型生体認証装置１０にセットされる使用者の指を感知し、前記使用者の指に対する赤外線ＬＥＤ指静脈映像と指節映像を同時に撮影して前記使用者認証部２００に提供する。
【００６２】
また、前記撮影部１００は前記使用者の指に近赤外線を投射して前記赤外線ＬＥＤ指静脈映像を撮影し、前記指節映像は白色光を投射して撮影することができる。
【００６３】
また、前記使用者認証部２００は前記撮影した赤外線ＬＥＤ指静脈映像と指節映像を処理して、使用者特徴点を検出し、これを基盤として前記使用者を識別して認証する。
【００６４】
また、前記使用者特徴点は該使用者の指静脈特徴点及び指節の指紋線に対する特徴点を含み、前記指静脈特徴点は指静脈の方向または大きさ、指静脈に対する分岐点、方向または個数などを含み、前記指節の指紋線に対する特徴点は指節指紋線の個数、節指紋線間の距離またはこれらの組合を含む。
【００６５】
一方、前記使用者認証部２００は本発明の核心構成要素であって、図３を参照して詳しく説明する。
【００６６】
また、前記制御部３００は前記融合型生体認証装置１０を構成する構成部分の間のデータの流れまたは前記各構成部分の間の駆動などの全般的な制御を行う。
【００６７】
また、前記撮影部駆動モジュール４００は前記制御部３００によって制御されて前記撮影部１００を制御して前記使用者の指映像を獲得することができるようにする。
【００６８】
一方、前記融合型生体認証装置１０は前記使用者を認証するために前記検出した使用者特徴点だけでなく該使用者にＩＤ及びパスワードを発給し、前記使用者特徴点、前記使用者ＩＤ及びパスワードを組み合わせて２重または３重に前記使用者を識別して認証することもできる。
【００６９】
また、前記融合型生体認証装置１０は前記検出した各使用者に対する使用者特徴点と各使用者別ＩＤまたは名前をマッチングしたマッピングテーブルを生成して保存し、これを通じて使用者認証時に該使用者に対する使用者特徴点を速かに検索して使用者認証を行うことができるようにする。
【００７０】
また、前記フラッシュメモリー５００は前記マッピングテーブル、使用者ＩＤ及びパスワードを含む使用者情報を保存する。
【００７１】
また、前記デジタル出力部５００は前記融合型生体認証装置１０に備えられたＬＣＤまたはスピーカーを通じて使用者の認証有無及び登録有無に対する結果を出力することができ、認証と登録に必要な過程及びその他の情報を前記ＬＣＤに表示することで、前記使用者に便宜を提供することができる。
【００７２】
また、前記ＬＣＤにはタッチセンサーが内蔵され、前記使用者はタッチを通じて前記融合型生体認証装置１０を簡便に操作することができる。
【００７３】
また、前記イーサネット通信モジュール７００は前記融合型生体認証装置１０と連動された外部装置と前記融合型生体認証装置１０との間の通信を行うことができるようにすることで、使用者認証結果によって前記外部装置に対する使用者統制を行うことができる。
【００７４】
図３は本発明の一実施例による指節及び指静脈基盤の融合型生体認証装置において、使用者認証部の構成を示すブロック図である。
【００７５】
図３に示すように、前記使用者認証部２００は前記撮影部１００で撮影した指の映像を処理して使用者特徴点を検出し、前記検出した使用者特徴点を前記フラッシュメモリー５００に保存するか、既保存した使用者特徴点との類似度マッチングを通じて該使用者を認識して認証する。
【００７６】
また、前記撮影部１００は前記指がセットされる指静脈読取窓１１０、前記セットされた指から赤外線ＬＥＤ指静脈映像と指節映像を同時に撮影するＣＣＤカメラ１２０、前記指静脈読取窓１１０に近赤外線を投射する近赤外線ＬＥＤ１３０、前記指静脈読取窓１１０に白色光を投射する白色ＬＥＤ１５０を含んで構成される。
【００７７】
また、前記撮影部１００は前記撮影部駆動モジュール４００の制御によって前記近赤外線ＬＥＤ１３０を点灯した後赤外線ＬＥＤ指静脈映像を撮影し、前記白色ＬＥＤ１５０を点灯して指節映像を撮影する。
【００７８】
また、前記指静脈読取窓１１０は使用者のタッチを感知するタッチセンサーを内蔵し、前記タッチセンサーは前記指静脈読取窓１１０にセットされる使用者の指を感知して前記指を自動に撮影することができるようにする。
【００７９】
また、前記使用者認証部２００は、前記赤外線ＬＥＤ指静脈映像から指静脈映像を獲得して指静脈骨格線映像を抽出する指静脈映像処理部、前記指節映像から指節指紋線映像を獲得して指節指紋線骨格線映像を抽出する指紋線映像処理部、前記抽出した指静脈骨格線映像と指節指紋線骨格線映像をマッチングする骨格線映像マッチング部２４０、前記マッチングした骨格線映像からコアポイントを設定するコアポイント設定部２５０、使用者特徴点を検出する特徴点検出部２６０、前記検出した使用者特徴点を保存して使用者を登録する登録部２８０及び前記検出した使用者特徴点と既保存した特徴点を比べて使用者を認証したり認証を拒否する認証部２７０を含んで構成される。
【００８０】
また、前記指静脈映像処理部は、前記撮影部１００を通じて獲得した赤外線ＬＥＤ指静脈映像を処理して指静脈映像を獲得するために前記撮影部１００から赤外線ＬＥＤ指静脈映像を獲得する赤外線ＬＥＤ指静脈映像獲得部２１０、前記獲得した赤外線ＬＥＤ指静脈映像から指領域を抽出する指領域抽出部２２０及び前記抽出した指領域から指静脈映像を獲得し、前記獲得した指静脈映像から指静脈骨格線映像を抽出するセグメンテーション／スケルトン部２３０を含んで構成される。
【００８１】
また、前記赤外線ＬＥＤ指静脈映像獲得部２１０は前記指静脈読取窓１１０に近赤外線を投射して撮影された赤外線ＬＥＤ指静脈映像を獲得する。
【００８２】
一方、前記獲得した赤外線ＬＥＤ指静脈映像は該使用者の指静脈を含む指領域と指外的部分である背景領域が含まれた映像である。
【００８３】
また、前記指領域抽出部２２０は前記獲得した赤外線ＬＥＤ指静脈映像から指領域を抽出し、前記指領域は前記赤外線ＬＥＤ指静脈映像の映像エッジを抽出することで抽出される。
【００８４】
一方、前記映像エッジは該デジタル映像の明るさが低い値から高い値または高い値から低い値に変わる地点を意味し、前記デジタル映像を構成する個体間の境界線を現わす。即ち、前記獲得した赤外線ＬＥＤ指静脈映像で前記指領域と前記背景領域の境界線は映像の明るさが低い値から高い値または高い値から低い値に変わる地点にあるのでこのような特性を利用して指領域を抽出することができる。
【００８５】
また、前記映像エッジの抽出は差演算子技法、閾値を利用した技法、１次微分を利用した技法または類似演算子技法を含んで少なくとも一つ以上の技法を選択して行うことができる。
【００８６】
また、前記セグメンテーション／スケルトン部２３０は前記抽出した指領域の中に存在する指静脈をガウシアンフィルタを適用して強調処理し、これを閾値に基づいて前記抽出した指領域をセグメンテーションして指静脈映像を獲得する。
【００８７】
また、前記セグメンテーションは前記指静脈と前記指静脈以外の部分である指領域を分離して前記指静脈を抽出するために行われ、これを通じてより正確で鮮かな指静脈だけで構成された映像を獲得することができる。
【００８８】
また、前記セグメンテーション／スケルトン部２３０は前記獲得した指静脈映像をスケルトン処理して指静脈骨格線映像を抽出する。
【００８９】
また、前記指紋線映像処理部は、前記撮影部１００を通じて獲得した指節映像を処理して指節指紋線映像を獲得するために前記撮影部１００から指節映像を獲得する指節映像獲得部２１１、前記獲得した指節映像から指節領域を抽出する節領域抽出部２２１及び前記抽出した指節領域から指指紋線映像を獲得し、前記獲得した指節指紋線映像から指節指紋線骨格線映像を抽出するセグメンテーション／スケルトン部２３０を含んで構成される。
【００９０】
また、前記指節映像獲得部２１１は前記指静脈読取窓１１０に白色光を投射して撮影された指節映像を獲得する。
【００９１】
一方、前記獲得した指節映像は該使用者の指節指紋線を含む指領域と指外的部分である背景領域が含まれた映像である。
【００９２】
また、前記節領域抽出部２２１は前記獲得した指節映像から指節領域を抽出し、前記指節領域は前記指節映像の肌ＲＧＢ値に基づいて閾値として抽出される。
【００９３】
また、前記セグメンテーション／スケルトン部２３０は前記抽出した指節領域に対する映像をグレー（Ｇｒａｙ）映像に変換した後、水平エッジソーベルマスクを利用して水平線からなる節指紋線を抽出して指節指紋線映像を獲得する。
【００９４】
一方、前記水平エッジソーベルマスクを適用して特定デジタル映像から特定境界を抽出する技術は周知の技術であるので詳細な説明は省略する。
【００９５】
また、前記セグメンテーション／スケルトン部２３０は前記獲得した指節指紋線映像をスケルトン処理して指節指紋線骨格線映像を抽出する。
【００９６】
また、前記骨格線映像マッチング部２４０は前記抽出した指領域映像と指節領域映像を回転するか移動して前記指静脈骨格線映像と指節指紋線骨格線映像をマッチングする。
【００９７】
また、前記コアポイント設定部２５０は前記マッチングされた映像から交差される交点を少なくとも一つ以上検出して、前記検出した交点を該映像のコアポイント（基準点）に設定する。
【００９８】
また、前記特徴点検出部２６０は指紋線特徴点検出部２６１及び指静脈特徴点検出部２６２を含んで構成される。
【００９９】
また、前記指紋線特徴点検出部２６１は前記セグメンテーション／スケルトン部２３０で抽出した節指紋線骨格線映像から節指紋線の特徴点（例ば：節指紋線の個数及び各節指紋線間の距離）を検出してベクトル化する。
【０１００】
一方、前記節指紋線は指関節運動によって指の節に形成された指紋の一形態で、複数の指紋線で構成され、個人ごとに形成される節指紋線の形態は各個人ごとにその特徴が違って使用者認証のための生体特徴として用いられることができる。
【０１０１】
また、前記指静脈特徴点検出部２６２は前記設定したコアポイントを基盤として前記マッチングした映像から指静脈特徴点を検出してベクトル化する。
【０１０２】
一方、前記コアポイント特徴点検出部２６２は前記設定したコアポイントを中心にＲ半径の検出ポイントを回転しながら該映像の指静脈に対する二進ピクセルポイントを検出して前記検出したピクセルポイントの距離及び角度を抽出し、前記抽出した距離及び角度に基づいて該指静脈の分岐点を抽出することで、前記指静脈に対する特徴点を検出する。
【０１０３】
また、前記指静脈の分岐点は３×３分岐点検出用カーネルマスクを利用して抽出される。
【０１０４】
また、前記生体認証装置１０は前記検出した節指紋線特徴点と指静脈特徴点を使用者認証に必要なデータとして使用する。
【０１０５】
それにより、本発明では前記特徴点検出部２６０によって検出した節指紋線特徴点と指静脈特徴点を含む使用者特徴点を同時に検出し、前記検出した使用者特徴点を活用して２段階認証過程を行うことで、前記使用者の身元をより正確に認識して認証することができるという効果を奏する。
【０１０６】
一方、従来の指静脈認証装置は、使用者の認証時に必要な指静脈パターンを抽出するための指静脈映像の大きさは少なくとも指二節以上（大人基準５０ｍｍ）の大きさが必要である。しかしながら、本発明では前記指節指紋線骨格線映像と前記指静脈映像に対する骨格線映像との間のマッチングを通じて指一節大きさ（３０ｍｍ以下）の映像だけでも使用者認証に必要な特徴点抽出が可能であり、これを通じて前記指静脈読取窓１１０の大きさを従来の指静脈認証装置に比べて小型化が可能な効果を奏する。
【０１０７】
また、前記登録部２８０は前記使用者を登録する時、前記節指紋線特徴点及び指静脈特徴点を３−５回繰り返して検出し、前記検出した各特徴点に対して自動的に識別コードを付与した後該使用者の名前またはＩＤとマッピングして前記フラッシュメモリー５００に保存することで登録する。一方、前記登録部２８０は前記使用者別に前記節指紋線特徴点及び指静脈特徴点をクラスタリングして保存することができる。これは特定使用者に対する使用者の認証時、既保存された節指紋線特徴点及び指静脈特徴点を全部検索する必要がなく使用者別にクラスタリングされた節指紋線特徴点及び指静脈特徴点のみを検索して類似度を測定することで、認証時に所要される処理時間を減少させることができるという効果を奏する。
【０１０８】
また、前記保存されるそれぞれの特徴点はベクトル化されており、使用者認証時に前記ベクトルに対する類似度のみを測定することで、認証に所要される時間を顕著に減らすことができるという効果を奏する。
【０１０９】
また、前記認証部２７０は登録された使用者特徴点を全部検索して類似度を測定するか使用者別にクラスタリングされた使用者特徴点のみを検索して類似度を測定することで、使用者認証を行うことができる。
【０１１０】
また、前記測定した類似度が予め設定した閾値以上である時には登録された使用者であるかを確認して認証し、閾値以下である時には該使用者に対する認証を拒否する。
【０１１１】
図４は本発明の一実施例による使用者の節指紋線特徴点及び指静脈特徴点を基盤として使用者を登録したり使用者を認証する手続きを現わした流れ図である。
【０１１２】
図４に示すように、使用者の指に対する指静脈特徴点と指節指紋線特徴点を獲得して使用者を登録したり認証する手続きは、まず、撮影部１００を通じて使用者の指に対する赤外線ＬＥＤ指静脈映像と指節映像を撮影して獲得する（Ｓ１１０）。
【０１１３】
一方、前記赤外線ＬＥＤ指静脈映像は指静脈読取窓１１０にセットされた使用者の指に近赤外線を投射して撮影され、前記指節映像は白色光を前記使用者の指に投射して撮影される。
【０１１４】
次に、前記獲得した赤外線ＬＥＤ指静脈映像から指領域を抽出し、前記獲得した指節映像から指節を抽出する（Ｓ１２０）。
【０１１５】
一方、前記指領域は前記赤外線ＬＥＤ指静脈映像に含まれた指領域以外の背景部分を除いた部分を意味し、前記赤外線ＬＥＤ指静脈映像に対する映像エッジを抽出することで、前記指領域を抽出することができる。
【０１１６】
また、前記抽出した指節領域は肌ＲＧＢを基盤として閾値に抽出することができる。
【０１１７】
次に、前記抽出した指領域内の指静脈部分をガウシアンフィルタで強調処理し、閾値に基づいて該指静脈部分をセグメンテーション処理する。また、前記指節映像はグレー映像に変換した後、指節指紋線を抽出し、前記セグメンテーション処理した映像と前記抽出した節指紋線をスケルトン処理して骨格線映像を抽出する（Ｓ１３０）。
【０１１８】
一方、前記セグメンテーション処理した映像は前記指領域内の指静脈部分を抽出した映像であり、前記指節指紋線は前記融合型生体認証装置１０にセットされる指先で一番めの指節に対する指紋線である。
【０１１９】
また、前記節指紋線は複数で構成され、前記節指紋線の特徴点（指紋線の個数または各指紋線間の距離）は使用者個々人ごとに固有の特徴を有する。
【０１２０】
次に、前記抽出したそれぞれの骨格線映像をマッチングする（Ｓ１４０）。
【０１２１】
一方、前記融合型生体認証装置１０は前記指領域映像と指節領域映像を回転または移動して前記指静脈骨格線映像と指節指紋線骨格線映像をマッチングする。
【０１２２】
次に、前記マッチングした映像から少なくとも一つ以上のコアポイントを設定する（Ｓ１５０）。
【０１２３】
一方、前記コアポイントは前記マッチングした映像で前記指静脈と前記節指紋線の交点を言う。
【０１２４】
次に、前記コアポイントを基盤として前記マッチングした映像から指静脈特徴点と前記言指紋線骨格線映像から節指紋線特徴点を含む使用者特徴点を検出してベクトル化する（Ｓ１６０）。
【０１２５】
一方、前記指静脈特徴点は前記マッチングした映像で指静脈に対するピクセルポイントまでの距離及び角度、前記指静脈の分岐点またはこれらの組合を含む。
【０１２６】
次に、３〜５回で抽出された前記ベクトル化した指静脈特徴点、節指紋線特徴点をフラッシュメモリー５００に保存すること、前記それぞれのベクトルデータに自動的に識別コードを付与し、前記付与した識別コードと前記使用者のＩＤまたは名前をマッチングして前記フラッシュメモリー５００に保存することで、前記使用者を登録する（Ｓ１７０）。
【０１２７】
また、前記使用者認証は該使用者から検出した指静脈特徴点及び節指紋線特徴点を既保存した該使用者に対する全ての指静脈特徴点及び節指紋線特徴点とマッチングして類似度を測定し、特定閾値以上を有する時登録された使用者であることを確認することで行われる（Ｓ１８０）。
【０１２８】
一方、前記測定した類似度が特定閾値以下の値を有する時には使用者認証を拒否する。
【０１２９】
以上で説明したように、本発明における指節及び指静脈に基づく融合型生体認証方法及びその装置は指静脈映像と指節指紋映像との間の映像マッチングを通じて認証時に必要な映像領域を減少させ、指の位置変化による誤認識問題を解決して使用者に便宜を提供することができるという効果を奏する。
【０１３０】
また、本発明はベクトルに基づく使用者特徴点を用いて使用者を認証することで、処理速度を向上させて認証時に所要される時間を顕著に減らすことができるという効果を奏し、使用者の指節指紋特徴点と指静脈の特徴点を同時に活用して２段階認証過程を行うことで、認識率を向上させ、誤認識率を減少させるという効果を奏する。
【０１３１】
以上では本発明による好ましい実施例を主に説明したが、本発明の技術的思想はこれに限定されるのではなく、本発明の各構成要素は同じ目的及び効果の達成のために本発明の技術的範囲内で変更または修正されることができる。
【０１３２】
また、以上では本発明の好ましい実施例について図示して説明したが、本発明は上述した特定の実施例に限定されなく、特許請求範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって多様な変形実施が可能であることは勿論、このような変形実施は本発明の技術的思想や見込みから個別的に理解されてはならない。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明は指の位置変化による認識率の低下現象を最小化することができ、少ない数の特徴点でも認識率及び認証速度を向上することができ、融合型生体認証装置を小型化して使用者の便宜性を増大するとともに、指静脈映像撮影時に感じる拒否感を最小化することができ、使用者の指節指紋と指静脈の特徴点に基づいて２段階認証過程を通じて誤認識率を顕著に減少させることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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